python socket编程介绍

一、概述

socket 通常被称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是通讯链的句柄，应用程序通过socket向网络发送请求或者回应网络的请求。

socket起源于UNIX，在linux、UNIX中“一切皆文件”，对于文件用 打开、读写、关闭 模式来操作。socket就是该模式的一个实现，是一种特殊的文件。一些socket函数就是对其进行的操作（读IO、写IO、打开、关闭）

socket和file的区别：

1. file模块是针对某个指定文件进行 打开、读写、关闭
2. socket模块是针对服务器端和客户端socket进行 打开、读写、关闭。

如下为socket的连接、通讯示意图：

简单的soccket实现：分两部分1、服务器端启动   2、客户端连接

服务器端代码如下：

import socket

ip_port = ("localhost",8234)

sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)

while True:
    print("server waiting")
    conn,addr = sk.accept()
    client_data = conn.recv(1024)
    print( client_data)
    conn.sendall("server send data to client")
    conn.close()

客户端的代码如下：

import socket
ip_port = ("127.0.0.1",8234)

sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
sk.sendall("client sent data to server")
server_reply = sk.recv(1024)
print server_reply
sk.close()

1. 首先把服务器端运行，等待客户端连接；
2. 客户端连接服务器端，并发送相应的数据；
3. 服务器端回复请求的数据

1、服务器端运行结果：

server waiting
client sent data to server
server waiting

2、客户端结果：

server send data to client

Process finished with exit code 0

3、使用chrome浏览器访问服务器（127.0.0.1:8234）端返回代码如下：

server waiting
GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8234
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/46.0.2490.86 Safari/537.36
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8


server waiting
GET /favicon.ico HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8234
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/46.0.2490.86 Safari/537.36
Accept: */*
Referer: http://127.0.0.1:8234/
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8

二、解释：

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇

　　socket.AF_INET IPv4（默认）
　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
　　socket.SOCK_DGRAM　　 数据报式socket , for UDP

　　socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
　　socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
　　socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三：协议

　　0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

UDP socket 程序如下：

服务器端配置如下：
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',7777)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)

while True:
    data = sk.recv(1024)
    print data



客户端配置如下：
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',7777)

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
    inp = raw_input('数据：').strip()
    if inp == 'exit':
        break
    sk.sendto(inp,ip_port)

sk.close()

代码运行结果：
在客户端随意输入，在服务器端就可以显示输入的内容。当客户端输入”exit“时候，客户端退出循环。

数据：123
数据：haode
数据：你好
数据：好
数据：exit

Process finished with exit code 0

socket类型：

socket格式：

socket(family,type[,protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0）来创建套接字。

socket类型	描述
socket.AF_UNIX	只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET	服务器之间网络通信，默认IPV4
socket.AF_INET6	IPv6
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的连续数据包服务
创建TCP Socket：	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
创建UDP Socket：	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 socket 函数

注意点:

1. TCP发送数据时，已建立好TCP连接，所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的，每次发送要指定是发给谁。
2. 服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需要字符串化repr(data)。

socket函数		描述
服务端socket函数
sk.bind(address)	将套接字绑定到地址, address地址的格式取决于地址簇，在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
sk.listen(backlog)	开始监听TCP传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。
sk.accept()	接受TCP连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
客户端socket函数
sk.connect(address)	连接到address处的套接字。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
sk.connect_ex(adddress)	功能与connect(address)相同，但是成功返回0，失败返回errno的值。
公共socket函数
sk.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
sk.send(string[,flag])	发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
sk.sendall(string[,flag])	完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。
sk.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的数据。与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
sk.sendto(string[,flag],address)	发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
sk.close()	关闭套接字。
sk.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
sk.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
sk.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
sk.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
sk.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
sk.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
sk.fileno()	返回套接字的文件描述符。
sk.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
sk.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

案例：智能机器人实现，代码如下：

 服务器端配置如下：

import socket
ip_port = ("127.0.0.1",1233)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)

while True:
    conn,address = sk.accept()
    conn.sendall("欢迎致电10086，请输入1234，拨0转人工服务")
    Flag = True
    while Flag:
        data = conn.recv(2048)
        if data =="exit":
            Flag = False
        elif data == "0":
            conn.sendall("您拨打的电话可能被录音")
        else:
            conn.sendall("请重新输入：")
    conn.close()

客户端配置如下：

import socket

ip_port = ("127.0.0.1",1233)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
sk.settimeout(5)

while True:
    data = sk.recv(2048)
    print("receive:",data)
    inp = raw_input("please input:")
    sk.sendall == (inp)
    if inp == "exit":
        break

sk.close()